CN103825611A - 频率校正电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种频率校正电路及方法。该频率校正电路包括：锁相环路和频率调整电路；锁相环路包括：压控振荡器和反馈电路；频率调整电路，用于监测压控振荡器输入的控制电压，当控制电压大于第一参考电压时或控制电压小于第二参考电压时，初始化用于控制压控振荡器的输出频率的控制信号；压控振荡器，用于根据控制电压和控制信号调整输出频率;反馈电路，用于根据输出频率调整所述控制电压；频率调整电路，还用于若调整后的控制电压大于第三参考电压，调整控制信号，以使压控振荡器根据控制信号将输出频率调大，若调整后的控制电压小于第三参考电压，调整控制信号，以使压控振荡器根据控制信号将输出频率调小。
Description
技术领域
本发明涉及一种频率校正电路及方法。
背景技术
目前，一般现有的频率校正方法通常采用压控振荡器的输出频率作为校正反馈切入点进行频率比较校正。其工作原理如下：校正开始时，强制断开锁相环路且将压控振荡器的控制电压钳制在其变化范围的中间处；确定一定时间内压控振荡器的分频反馈时钟和参考时钟的周期计数差，即分频反馈时钟和参考时钟的频率差，并将频率差通过数模转换器转换成一个能调整压控振荡器的输出频率的模拟量，以调整压控振荡器的输出频率。
但现有技术存在以下缺点：1）校正过程中，需要断开锁相环路，在校正完成后再重新闭合环路，锁相环路需要有一个重新建立锁相过程，锁相环路恢复工作的时间较长。2）校正完成后，控制电压最终可能工作在上下临界电压，导致锁相环路性能下降，并且无法及时进行重新校正。
发明内容
有鉴于此本发明提供一种频率校正电路及方法，随时监测压控振荡器的控制电压，在对压控振荡器的输出频率进行校正的过程中，无需断开该压控振荡器所在的锁相环路，并且能够避免控制电压工作在上下临界电压。
在第一方面，本发明实施例提供一种频率校正电路，该频率校正电路包括：频率调整电路和锁相环路；所述锁相环路包括：压控振荡器和反馈电路；
所述频率调整电路，用于监测输入所述压控振荡器的控制电压，当所述控制电压大于第一参考电压时或所述控制电压小于第二参考电压时，初始化用于控制所述压控振荡器的输出频率的控制信号，其中，所述第一参考电压大于第二参考电压；
所述压控振荡器，用于根据所述控制电压和所述控制信号调整输出频率；
所述反馈电路，用于根据所述输出频率调整所述控制电压；
所述频率调整电路，还用于若所述调整后的控制电压大于第三参考电压，调整所述控制信号，以使所述压控振荡器根据所述控制信号将输出频率调大,若所述调整后的控制电压小于第三参考电压，调整所述控制信号，以使所述压控振荡器根据所述控制信号将输出频率调小，其中，所述第三参考电压小于第一参考电压且大于第二参考电压。
在第一方面的第一种可能实现的方式中，所述频率调整电路包括：第一比较器，第二比较器，控制器，逐次逼近寄存器及双向开关；第一比较器，用于将所述控制电压和第一参考电压进行比较，或将所述控制电压和第三参考电压进行比较，并将比较结果发送至控制器；第二比较器，用于将所述控制电压和所述第二参考电压进行比较，并将比较结果发送至控制器；控制器，用于当所述锁相环路上电或所述控制电压大于第一参考电压时或所述控制电压小于第二参考电压时，控制所述逐次逼近寄存器初始化所述控制信号，并向所述压控振荡器发送初始化后的控制信号；所述控制器还用于通过控制所述双向开关使所述第一比较器将通过所述反馈电路根据所述初始化后的控制信号调整后的控制电压和第三参考电压进行比较，根据所述调整后的控制电压与第三参考电压的比较结果调整所述逐次逼近寄存器输出的控制信号；所述控制器还用于当所述压控振荡器的控制电压不大于第一参考电压时且不小于第二参考电压时，通过控制所述双向开关使所述第一比较器将所述控制电压和第一参考电压进行比较。
结合第一方面或第一方面的第一种可能实现的方式，在第二种可能实现的方式中，所述压控振荡器根据所述控制信号通过调整接入所述压控振荡器的负载电容数调整所述压控振荡器的输出频率。
结合第一方面或第一方面的第一种可能实现的方式，在第三种可能实现的方式中，所述压控振荡器根据所述控制信号通过调整所述压控振荡器的输入电流调整所述压控振荡器的输出频率。
结合第一方面或第一方面的第一种可能实现的方式或第一方面的第儿、二种可能实现的方式或第一方面的第三种可能实现的方式，在第四种可能实现的方式中，所述频率调整电路调整控制信号的周期大于所述反馈电路调整所述控制电压的周期。
在第二方面，本发明实施例提供一种频率校正方法，该频率校正方法包括：
监测输入压控振荡器的控制电压；
当所述控制电压大于第一参考电压时或所述控制电压小于第二参考电压时，初始化用于控制所述压控振荡器的输出频率的控制信号,其中，所述第一参考电压大于第二参考电压；
向所述压控振荡器发送初始化后的控制信号，以使所述压控振荡器根据所述控制电压和所述初始化后的控制信号调整输出频率，从而使所述压控振荡器所在的锁相环路中的反馈电路根据所述输出频率调整所述控制电压；
若所述调整后的控制电压大于第三参考电压，调整所述控制信号，以使所述压控振荡器根据所述控制信号将输出频率调大；
若所述调整后的控制电压小于第三参考电压，调整所述控制信号，以使所述压控振荡器根据所述控制信号将输出频率调小；
其中，所述第三参考电压小于第一参考电压且大于第二参考电压。
在第二方面的第一种可能实现的方式中，调整所述控制信号的周期大于所述锁相环路调整所述控制电压的周期。
通过上述方案，将锁相环路与频率调整电路相结合来调整压控振荡器的控制电压和输出频率，无需断开锁相环路，因此可有效缩短锁相环路恢复工作的时间，并且，可避免控制电压工作在上下临界电压。除此之外，该频率校正电路时刻监测压控振荡器的控制电压，可随时对压控振荡器的输出频率及控制电压进行校正，从而避免锁相环路性能下降。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种频率校正电路的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的一种频率调整电路的结构示意图；
图3为本发明实施例二提供的一种频率校正方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面以图1为例详细说明本发明实施例一提供的一种频率校正电路。如图1所示，其为本发明实施例一提供的一种频率校正电路的结构示意图。
该频率校正电路包括：频率调整电路110和锁相环路120。
其中，锁相环路120用于包括压控振荡器121和反馈电路122。
该反馈电路122可由鉴频鉴相器1221，电荷泵1222，低通滤波器1223和分频器1224组成。
频率调整电路110用于监测压控振荡器121输入的控制电压，当锁相环路120上电时或当控制电压大于第一参考电压时或控制电压小于第二参考电压时，初始化用于控制压控振荡器的输出频率的控制信号。
其中，第一参考电压大于第二参考电压。
压控振荡器121用于根据控制电压和频率调整电路110输出的控制信号调整输出频率。
具体的，压控振荡器121根据频率调整电路110输出的控制信号通过调整接入压控振荡器121的负载电容数调整压控振荡器121的输出频率，或根据频率调整电路110输出的控制信号通过调整压控振荡器121的输入电流调整压控振荡器121的输出频率。
反馈电路122用于根据压控振荡器121根据控制电压和控制信号调整后的输出频率调整输入压控振荡器121的控制电压。
频率调整电路110还用于若该调整后的控制电压大于第三参考电压，调整控制信号，以使压控振荡器121根据该控制信号将输出频率调大，若调整后的控制电压小于第三参考电压，调整控制信号，以使压控振荡器121根据该控制信号将输出频率调小。
其中，该第三参考电压小于第一参考电压且大于第二参考电压。
如图2所示，该频率调整电路110包括：第一比较器111，第二比较器112，控制器113，逐次逼近寄存器114和双向开关115。
第一比较器111用于将输入压控振荡器121的控制电压和第一参考电压进行比较，或将输入压控振荡器121的控制电压和第三参考电压进行比较，并将比较结果发送至控制器113。
第二比较器122用于将输入压控振荡器121的控制电压和第二参考电压进行比较，并将比较结果发送至控制器113。
控制器113用于当锁相环路120上电或输入压控振荡器121的控制电压大于第一参考电压时或输入压控振荡器121的控制电压小于第二参考电压时，控制逐次逼近寄存器114输出初始化控制信号，并向压控振荡器121发送初始化后的控制信号。
控制器113还用于通过控制双向开关115使第一比较器111将通过反馈电路122根据初始化后的控制信号调整后的控制电压和第三参考电压进行比较，根据该调整后的控制电压与第三参考电压的比较结果调整逐次逼近寄存器114输出的控制信号。
控制器113还用于当输入压控振荡器121的控制电压小于第一参考电压时且大于第二参考电压时，通过控制双向开关115使第一比较器111将控制电压和第一参考电压进行比较。
其中，频率调整电路110调整控制信号的周期大于反馈电路122调整控制电压的周期。。
在一个具体的例子中，设置第一参考电压稍小于控制电压的摆幅高临界电压，第二参考电压稍高于控制电压的摆幅低临界电压值，第三参考电压则设定为控制电压的理想期望电压附近（一般为电源电压的一半）。逐次逼近寄存器114为8位逐次逼近寄存器。逐次逼近寄存器114输出的控制信号对应的二进制值越大，压控振荡器121的输出频率中由控制信号调整的部分越大。
具体的校正过程如下：
在锁相环路120未上电时或输入压控振荡器121的控制电压小于第一参考电压且大于第二参考电压时，控制器113将双向开关115置于第一参考电压的接入端，以使第一比较器111将控制电压与第一参考电压进行比较，即控制器113通过第一比较器111和第二比较器112监测控制电压是否满足第二参考电压≤控制电压≤第一参考电压，一旦不满足或者锁相环路120上电后，控制器113将双向开关115置于第三参考电压的接入端，以使第一比较器111将控制电压与第三参考电压进行比较。
控制器113中的时钟启动，在第一周期内，控制器113将逐次逼近寄存器114输出的控制信号初始化为10000000，即最高位为高电平“1”。相应的，压控振荡器121的输出频率中由控制信号调整的部分被初始化为逐次逼近寄存器114输出的控制信号为10000000时对应的频率，则压控振荡器121的输出频率和控制电压也发生相应的变化，其中控制电压由反馈电路122根据输出频率进行调整。然后，控制器113根据变化后的控制电压和第三参考电压的比较结果确定是否需要变更逐次逼近寄存器114输出的控制信号的最高位。如果变化后的控制电压小于第三参考电压，则需要减小输出频率，以通过反馈电路122增大控制电压，那么逐次逼近寄存器114输出的控制信号的最高位变更为低电平“0”；如果变化后的控制电压大于第三参考电压，则需要增大输出频率，以通过反馈电路减小控制电压，那么保持逐次逼近寄存器114输出的控制信号的最高位为高电平“1”。
由于控制器113中用于控制逐次逼近寄存器114的时钟周期大于反馈电路1220调整控制电压的周期，因此在控制器113中的时钟的第二个周期时开始前，控制电压已经被调整为第一个周期内最终确定的逐次逼近寄存器114输出的控制信号对应的电压。在第二个周期到来时，控制器113首先将控制信号的次高位变更高电平“1”，则输出频率发生变化，相应的，压控振荡器121的输出频率和控制电压也发生变化。然后控制器113根据变化后的控制电压和第三参考电压的比较结果确定是否需要变更逐次逼近寄存器114输出的控制信号的次高位，确定逐次逼近寄存器114输出的控制信号的次高位的过程与在第一个周期确定逐次逼近寄存器114输出的控制信号的最高位的过程相同，在此不再赘述。
以此类推，再经过6个周期后，确定出逐次逼近寄存器114输出的控制信号的后6位。
当逐次逼近寄存器114的8位输出信号确定后，控制电压及输出频率校正完毕。控制器113将双向开关115置于第一参考电压的接入端。并且控制逐次逼近寄存器114停止工作。此时，频率调整电路110处于监测状态，即监测控制电压是否满足第二参考电压≤控制电压≤第一参考电压，一旦不满足或锁相环路120被强制复位，下一次校正过程被触发，重新执行上述校正过程。
通过利用本发明实施例一提供的频率校正电路，将锁相环路与频率调整电路相结合来调整压控振荡器的控制电压和输出频率，无需断开锁相环路，因此可有效缩短锁相环路恢复工作的时间，并且，可避免控制电压工作在上下临界电压。除此之外，该频率校正电路时刻监测压控振荡器的控制电压，可随时对压控振荡器的输出频率及控制电压进行校正，从而避免锁相环路性能下降。
下面以图3为例详细说明本发明实施例二提供的一种频率校正方法。如图3所示，其为本发明实施例二提供的一种频率校正方法的流程示意图。该频率校正方法由本发明实施例一提供的频率校正电路实现。
步骤S201,监测输入压控振荡器的控制电压。
步骤S202,当控制电压大于第一参考电压时或控制电压小于第二参考电压时，初始化用于控制压控振荡器的输出频率的控制信号。
其中，第一参考电压大于第二参考电压。具体的，第一参考电压可以稍小于控制电压的摆幅高临界电压，第二参考电压可以稍高于控制电压的摆幅低临界电压值。
步骤S203，向压控振荡器发送初始化后的控制信号。
压控振荡器根据控制电压和初始化后的控制信号调整输出频率，从而使该压控振荡器所在的锁相环路中的反馈电路根据该输出频率调整控制电压。
若调整后的控制电压大于第三参考电压，则执行步骤S204；若调整后的控制电压小于第三参考电压，则执行步骤S205。
其中，第三参考电压小于第一参考电压且大于第二参考电压。具体的，第三参考电压可以为电源电压的一半。
步骤S204,若调整后的控制电压大于第三参考电压，调整控制信号，以使压控振荡器根据控制信号将输出频率调大。
压控振荡器所在的锁相环路根据调大的输出频率将控制电压调小。
步骤S205,若调整后的控制电压小于第三参考电压，调整控制信号，以使压控振荡器根据控制信号将输出频率调小。
压控振荡器所在的锁相环路根据调小的输出频率将控制电压调大。
其中，调整控制信号的周期大于压控振荡器所在的锁相环路调整控制电压的周期。
通过利用本发明实施例二提供的频率校正方法，可同时调整压控振荡器的控制电压和输出频率，无需断开锁相环路，因此可有效缩短锁相环路恢复工作的时间，并且，可避免控制电压工作在上下临界电压。除此之外，该方法可时刻监测压控振荡器的控制电压，可随时对压控振荡器的输出频率及控制电压进行校正，从而避免锁相环路性能下降。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
Claims (7)
1.一种频率校正电路，其特征在于，所述频率校正电路包括：频率调整电路和锁相环路；所述锁相环路包括：压控振荡器和反馈电路；
所述频率调整电路，用于监测输入所述压控振荡器的控制电压，当所述控制电压大于第一参考电压时或所述控制电压小于第二参考电压时，初始化用于控制所述压控振荡器的输出频率的控制信号，其中，所述第一参考电压大于第二参考电压；
所述压控振荡器，用于根据所述控制电压和所述控制信号调整输出频率；
所述反馈电路，用于根据所述输出频率调整所述控制电压；
所述频率调整电路，还用于若所述调整后的控制电压大于第三参考电压，调整所述控制信号，以使所述压控振荡器根据所述控制信号将输出频率调大,若所述调整后的控制电压小于第三参考电压，调整所述控制信号，以使所述压控振荡器根据所述控制信号将输出频率调小，其中，所述第三参考电压小于第一参考电压且大于第二参考电压。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述频率调整电路包括：第一比较器，第二比较器，控制器，逐次逼近寄存器及双向开关；
第一比较器，用于将所述控制电压和第一参考电压进行比较，或将所述控制电压和第三参考电压进行比较，并将比较结果发送至控制器；
第二比较器，用于将所述控制电压和所述第二参考电压进行比较，并将比较结果发送至控制器；
控制器，用于当所述锁相环路上电或所述控制电压大于第一参考电压时或所述控制电压小于第二参考电压时，控制所述逐次逼近寄存器初始化所述控制信号，并向所述压控振荡器发送初始化后的控制信号；
所述控制器还用于通过控制所述双向开关使所述第一比较器将通过所述反馈电路根据所述初始化后的控制信号调整后的控制电压和第三参考电压进行比较，根据所述调整后的控制电压与第三参考电压的比较结果调整所述逐次逼近寄存器输出的控制信号；
所述控制器还用于当所述压控振荡器的控制电压不大于第一参考电压时且不小于第二参考电压时，通过控制所述双向开关使所述第一比较器将所述控制电压和第一参考电压进行比较。
3.根据权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述压控振荡器根据所述控制信号通过调整接入所述压控振荡器的负载电容数调整所述压控振荡器的输出频率。
4.根据权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述压控振荡器根据所述控制信号通过调整所述压控振荡器的输入电流调整所述压控振荡器的输出频率。
5.根据权利要求1-4任一所述的电路，其特征在于，所述频率调整电路调整控制信号的周期大于所述反馈电路调整所述控制电压的周期。
6.一种频率校正方法，其特征在于，所述方法包括：
监测输入压控振荡器的控制电压；
当所述控制电压大于第一参考电压时或所述控制电压小于第二参考电压时，初始化用于控制所述压控振荡器的输出频率的控制信号,其中，所述第一参考电压大于第二参考电压；
向所述压控振荡器发送初始化后的控制信号，以使所述压控振荡器根据所述控制电压和所述初始化后的控制信号调整输出频率，从而使所述压控振荡器所在的锁相环路中的反馈电路根据所述输出频率调整所述控制电压；
若所述调整后的控制电压大于第三参考电压，调整所述控制信号，以使所述压控振荡器根据所述控制信号将输出频率调大；
若所述调整后的控制电压小于第三参考电压，调整所述控制信号，以使所述压控振荡器根据所述控制信号将输出频率调小；
其中，所述第三参考电压小于第一参考电压且大于第二参考电压。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，调整所述控制信号的周期大于所述锁相环路调整所述控制电压的周期。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |